Dolina Wielicka z obu stron ma kilka odgałęzień. Orograficznie lewymi odnogami są trzy żleby przecinające urwiska Granackich Baszt: Kwietnikowy Żleb, Granacki Żleb i Dwoisty Żleb, a także położony o wiele niżej Niedźwiedzi Żleb. Po przeciwległej stronie doliny znajdują się żleby wcinające się w masyw Gerlacha: Żleb Darmstädtera, Żleb Karczmarza, Wielicki Żleb oraz Żleb Stolarczyka.
W dolinie znajduje się kilka stawów. Największy z nich Wielicki Staw (Velické pleso) położony na wysokości 1665,5 m ma powierzchnię ok. 2,0 ha i głębokość 5,0 m. W wyższych partiach znajdują się kolejne stawy: Kwietnicowy Staw (Kvetnicové pleso), Długi Staw (Dlhé pleso) o powierzchni 0,6 ha i głębokości 6,0 m, leżący na wysokości 1929 m, Górne Kwietnicowe Stawki (Horné Kvetnicové plieska) oraz Wielickie Oka (Velické plieska) pod ścianami Wielickiego Szczytu.
Obszar doliny budują granodioryty przeplatane mylonitami. Lodowce Doliny Wielickiej miały długość ok. 7,5 km i wychodziły daleko poza obręb Tatr. Pozostał po nich rozległy morenowy teren o łącznej powierzchni ok. 10,5 km². Grubość moren dochodzi do 60 m.